CN114620400B - 一种智能码垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种智能码垛系统，包括天车、控制装置、连接于天车底部的吊具和多个方形的支座；支座的中部具有容纳货物的空间，且支座上相对的两个侧面为开放的；多个支座上下堆叠时组合成多层结构的货架；吊具的底部能承托支座的底部；控制装置用于按预设程序控制天车的移动和吊具的升降；控制装置还包括定位器和计数器，定位器用于指示支座的水平位置，计数器用于确定货架中的支座的层数。通过本发明的技术方案，可以将码放货物与搭建货架的工作一并完成，并实现吊运货物及搭建货架的工作自动进行，无需人员参与，因而大幅度提高了工作效率。

Description

一种智能码垛系统

技术领域

本发明涉及货物储运技术领域，尤其涉及一种智能码垛系统。

背景技术

在各种工业生产和工程建设中，各种型材（槽钢、角钢、钢筋、工字钢等）是常用的基础材料，需要保持足够的备用量，因此各种材料仓库中，型材的储运是一项非常重要的工作。型材一般长度尺寸较大且较重，因此通常采用单层的货架搁置型材货物，并采用叉车或天车进行搬运或吊运，货物较多时，将占用大量的空间。为了节省空间，有时也采用以下两种改进方法：

1、预先搭建好多层的货架，并通过搬运工具逐层码放货物。此时，由于型材货物无法自上而下码放到相应层，因此需要吊运后再横向放置使货物入位，在此过程中需要不断进行调整。2、放置好一层货物后，在其上搭建下一层支架，再放置下一层货物，直至达到预定层数。这种方式中，搭建支架的工作都是与吊装货物分开进行的。

在实现发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

以上两种改进方法中，均存在不足之处：第一种方式需要增加额外的调整时间，而第二种方式需要增加额外的搭建货架的时间，因此，工作效率均较低；并且，上述方式均是采用人工操作，无法自动进行货物吊运和码放。因此，如何实现一种能够高效率且自动化运行的多层型材智能码垛系统，是需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种智能码垛系统，以解决现有的货物多层码放时工作效率低的问题。

为达上述目的，本发明实施例提供一种智能码垛系统，包括天车、控制装置、连接于天车底部的吊具和多个方形的支座；支座的中部具有容纳货物的空间，且支座上相对的两个侧面为开放的；多个支座上下堆叠码放时组合成多层结构的货架；吊具能自动卡紧或放开支座；控制装置用于按预设程序控制天车的移动和吊具的升降；控制装置还包括定位器和计数器，定位器用于指示支座的水平位置，计数器用于确定货架中的支座的层数。

进一步的，支座包括两根水平设置的横梁、四根竖直设置的立梁及两块沿前后方向布置的护板；两根横梁在前后方向上分隔布置在底部，四根立梁分别设置于两根横梁的上端部；两块护板左右分隔布置，且护板的两端固定连接于同侧的两根立梁之间；护板的外侧面设置有纵置的U形支承梁；吊具包括H型框架和分别铰接于H型框架底部左右两侧的吊臂；吊臂竖直向下，且吊臂底端设置有向内侧伸出的托板；托板的顶面能与U形支承梁的底边相配合。

进一步的，在每个支座上还设置有两根分隔布置的纵梁，纵梁的两端固定连接在两根横梁的内侧面上；在左右方向上，两根纵梁的外沿均位于两块护板的内侧；护板的顶部凸出于立梁的顶面，且护板的两端具有凸出于立梁顶面的侧边直段。

进一步的，每层货架包括前后分隔布置的两个支座；左右两侧相对的两个托板之间的距离，小于左右两侧相对的两个U形支承梁外侧面之间的距离。

进一步的，托板的底面为内高外低的斜面。

进一步的，在每个支座上，U形支承梁的下方还设置有限位板；限位板包括直板段和连接于直板段上方的斜板；直板段的外沿凸出于U形支承梁的外沿；斜板的上部向支座内部斜向伸入；在吊臂的外侧，设置有行程开关；在吊臂上对应于行程开关的位置，还设置有触发板。

进一步的，吊臂上还包括直角三角形的翻转板；在翻转板上，与最长边相对的夹角处连接有翻转轴，翻转板通过翻转轴铰接在吊臂的靠底端处；翻转轴与吊臂之间还设置有复位弹簧，复位弹簧使得翻转板在不受外力时保持最长边在上且翻转轴端在下的状态。

进一步的，直板段上沿与U形支承梁的底边之间的距离，大于翻转板的内侧边的长度。

进一步的，智能码垛系统还包括送料机构；送料机构包括轨道、及位于轨道之上且沿轨道移动的台车；台车包括台车本体及位于台车本体上方的平台，台车本体与平台之间设置有液压升降装置；台车本体的底部设置有与轨道相匹配的轨道轮。

进一步的，轨道共有两条，两条轨道平行设置；台车共有两台，两台台车平行设置。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明的技术方案中，多层货架不是预先装配好的，而是在码放货物的过程中由上下层叠放置的多个支座拼装而成，支座的顶部是敞开的，可以自上而下放置货物。在工作开始后，支座内部的货物并不会妨碍货架的拼装，因此可以摒弃现有技术中码一层货、搭一层货架的工作方式，而是将码放货物与搭建货架的工作一并完成，即直接将装好货物的支座吊运至预定货架位置的当前最顶层，之后逐层搭建，直到达到预定层数。由于在支座上设置了水平各方向的限位，因此搭建好的货架非常稳固。同时，通过独特设计的吊臂末端的卡合装置以及定位器、计数器的使用，吊运货物及搭建货架的工作可以按预设程序自动进行，无需人员参与，因而操作非常简便、工作效率得以极大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种智能码垛系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中支座的结构示意图；

图3是本发明实施例中支座堆叠在一起的示意图；

图4是本发明实施例中吊臂与支座未接触时的示意图；

图5是本发明实施例中货物吊运过程中吊臂承托支座的示意图；

图6是本发明实施例中吊臂卸货后继续下降以确认位置的示意图；

图7是本发明实施例中吊臂卸货后开始上升的示意图；

图8是图7中I的局部放大示意图；

图9是本发明实施例中翻转板与吊臂连接处的结构示意图；

图10是本发明实施例中吊臂下降至与支座接触时的示意图；

图11是本发明实施例中厂区划分的示意图；

附图标号：10、货架；20、吊具；30、送料机构；40、码垛货物；100、支座；101、横梁；102、立梁；103、护板；104、纵梁；105、U形支承梁；106、限位板；107、底边；108、侧边直段；200、吊臂；201、吊臂转轴；202、托板；203、行程开关；204、翻转板；2041、最长边；2042、内侧边；205、触发板；207、上拉簧；208、下拉簧；209、拉簧连接板；210、翻转轴；300、台车；50、天车；51、天车轨道；52、通道；53、安全区；54、堆垛区；55、装货区；60、定位器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，为了实现本申请所述的自动吊运，需要在操作之前进行设备的初始设置，包括：

预先对整个厂区进行划分，包括装货区55、堆垛区54和安全区53；首先锁死进行机加工的加工区作为安全区53，因为机加工区人员密集，长期有人工作，为了安全起见该区域内不能堆放货物；之后将装货（也可进行卸货操作）的位置设为装货区55，并在该区上方对应的天车轨道51（即厂房大梁）的侧面设置定位器60（工业二维码），用来标记该区域的位置坐标；再之后，将其余可用区域作为堆垛区54，堆垛区54即为容纳多个货架10的区域，可将各货架10的位置预先设定好，之后在各货架10位置上方，在天车轨道51上的相应位置处设置定位器60，以此将堆垛区54划分为多个区域或坐标。之后，在天车50的贴近天车轨道51内侧的机架上设置读码器（或相机），读码器侧向设置并与天车轨道51侧面相对，可进行侧向扫码，从而读取定位器60的位置。读码器的信息传输为有线或无线方式，可将读取到信息发送到控制系统（电脑或PLC）。当控制系统给出去目的地的指令后，天车50即可通过读码器扫描定位器60的方法来到达目标位置，并执行后续对目标位置的支座100进行的相关操作。

附图11所示为一个厂区划分的示意图，图中安全区53为机加工区，该区域所对应的天车轨道51上不设置任何定位器60（也可设置定位器，但是要用控制结构锁死该定位器），因此（带着吊具20的）天车50也就不会运行到该区域，或者天车运行过程中，通过控制吊具20曲线路线或折线行走，使吊具20绕开该区域；从而保证了机加工区域工作人员的安全。装货区55内设置有一个或多个固定的装货位置，待装货的空的支座100被放置在这里，通过送料机构30可为空的支座100装填货物，以便后续采用天车50进行吊运，相应的，也可将一个或多个满载的支座100从堆垛区54内的货架10上移到这里的固定装货位置，再通过送料机构30反向操作进行卸料。优选的，堆垛区54分为左右两个分区，中部以通道52进行分隔，天车50具有左右两个固定位置，天车50移动到左侧固定位置时，可以对左侧分区进行操作，移动到右侧固定位置时，可以对右侧分区进行操作。同时，每个分区内可布置多排货架10，每个货架10上方对应的天车轨道51处设置有表示各自坐标的定位器60。由于天车轨道51具有左右两条，那么就可以将左侧分区内的货架10的对应定位器60设置于左侧的天车轨道51上，将右侧分区内的货架10的对应定位器60设置于右侧的天车轨道51上。

通过定位器60和读码器，可以实现货架位置的水平面内的二维定位，即指定位置层的支座的横坐标和纵坐标。

如图1、图11所示，本发明实施例提供一种智能码垛系统，包括天车50、控制装置、连接于所述天车50底部的吊具20和多个方形的支座100；所述支座100的中部具有容纳货物的空间，且所述支座100上相对的两个侧面为开放的；多个所述支座100上下堆叠时组合成多层结构的货架10；所述吊具20能自动卡紧或放开所述支座100；所述控制装置，例如为电脑或PLC，用于按预设程序控制天车50的移动和所述吊具20的升降，所述控制装置可以设置在地面上，在地面上即可实现码垛的操控；所述控制装置还包括定位器60和计数器，所述定位器60用于指示所述支座100的水平位置，所述计数器用于确定所述货架10中的支座100的层数。

为了提高工作效率，本申请拟不再采用现有技术中码一层货、搭一层货架的工作方式，而是将码放货物与搭建货架的工作一并完成。其工作过程为：首先确定预放置货架的堆垛区54位置和装货区55位置，在装货区55预置足够数量的支座100，之后将要码放的码垛货物40（例如，通过送料机构30）放置入支座100中部的容纳货物的空间中，然后控制装置，例如为电脑或PLC，指令天车50带动吊具20移动到装货区55上方，指令天车50将吊具20降下，通过吊具20底部的卡合装置卡住支座100的底部，卡合装置能自动卡紧或放开所述支座100，之后天车50自动将吊具20上升至合理的高度以躲避周边障碍物，天车50开始水平移动。当吊具20到达货架位置的正上方后，天车50将吊具20降下，然后，当吊具20底部的支座100平稳落地后，吊具20（通过卡合装置）自动与支座100脱钩并升起，再去装货区55吊运下一个装好货物的支座100，新吊运来的支座100码放在堆垛区54内已码放好的支座100的正上方。重复上述步骤，多个装好货物的支座100便层叠在一起，达到预设层数后，便形成了装满货物的货架20。该过程可以通过控制装置来确定位置，控制天车50的移动以及自动卡紧或放开所述支座100，无需人工操作天车50，因而自动实现了搭建货架和码放货物的同步进行，因而大幅提高了工作效率。

相应的，当需要从搭建好的货架10上卸货时，执行上述过程的反向操作即可：天车50控制吊具20从货架10的顶部自上而下地依次吊起支座100，并逐一运送到预定位置的卸货区（装货区55也可作为卸货区使用）。当倒垛时，可以将搭货和卸货的过程结合起来，先进行卸货，将指定位置层之上的其他支座100吊走至其他空余位置（空余位置由控制装置在库房中进行选择），然后将指定位置层的支座100吊送到装货区55或送料机构30处。

在该过程中，为了实现自动吊运以提高效率，可以在控制装置中设置计数器和定位器60。计数器（例如为电脑或PLC的计数模块）用于自动记载货架层数，记载该层货架上的支座100的放入和拿出的时间等情况，记录该层货架上面还有几层货架或支座100，就如同超市的收银台记录付款时间和金额一样。计数器还能分析库房空余位置。行程控制器用于天车50行程的控制，行程控制器例如为编码器。定位器60用于货架位置和装货位置的水平面内的二维定位。定位器60采用工业二维码，可以两包含位置坐标信息的每个二维码设置于天车轨道51上的侧面，并使每个二维码与其所对应的货架位置或装货区55位置相对应，此外，为了识别二维码，在天车50上的贴近于天车轨道51的位置还设置有照相机或扫码器。在定位器60的水平面内的二维定位的基础上，就有了指定位置层的支座的横坐标和纵坐标，此外，指定位置层的支座100的层数坐标，即高度坐标通过控制装置中的计数器的记载来确定，设置了定位器60计数器后，天车50在预设程序控制下即可自动运行至水平面内的指定的二维坐标位置，直接将装好货物的支座100吊运至预定货架位置的当前最顶层，之后逐层搭建，直到达到预定层数，无需人员操作；或者反之，进行倒垛或卸货，天车50在预设程序控制下自动运行至水平面内的指定的二维坐标位置，直接将货架上的支座吊运至库房的空余位置，一层一层的吊走，直至吊出指定位置的支座，将其吊送到指定位置，例如为指定的货架10上，或送料机构30处。

此外，本发明还可以实现一次吊送多层支座100，在天车50具有足够承载能力的情况下，本发明也可以不用一层一层的吊送，而是直接将将指定位置层之上的其他支座100全部吊走至其他空余位置，通过控制装置的自动计算和选择，直接实现吊送次数最少的作业。

进一步的，如图2所示，所述支座100包括两根水平设置的横梁101、四根竖直设置的立梁102及两块沿前后方向布置的护板103；两根所述横梁101在前后方向上分隔布置在底部，四根所述立梁102分别设置于两根所述横梁101的上端部；两块所述护板103左右分隔布置，且所述护板103的两端固定连接于同侧的两根立梁102之间；所述护板103的外侧面设置有纵置的U形支承梁105；所述吊具20包括H型框架和分别铰接于所述H型框架底部左右两侧的吊臂200；所述吊臂200竖直向下，且所述吊臂200底端设置有向内侧伸出的托板202；所述托板202的顶面能与所述U形支承梁105的底边107相配合。

如图2所示，支座100的左右两侧是具有护板103的，而前后方向是敞开的，因此码垛货物40应按前后方向放置（参见图1）。当搭建货架时，上下层堆叠在一起，此时位于下层的支座100的四根立梁102，顶住位于上层的支座100的横梁101的底面，由于横梁101的底面与立梁102的顶面均为水平平面，因此上下层可以稳固地叠放在一起，形成图3所示的状态。位于护板103外侧面的U形支承梁105，其上下方为开通的，底边107用来配合吊臂200底部的托板202（参见图5）。在吊运时，用托板202的上表面卡在U形支承梁105底边107，即可承托支座100。

进一步的，在每个所述支座100上还设置有两根分隔布置的纵梁104，所述纵梁104的两端固定连接在两根所述横梁101的内侧面上；在左右方向上，两根所述纵梁104的外沿均位于两块所述护板103的内侧；所述护板103的顶部凸出于所述立梁102的顶面，且所述护板103的两端具有凸出于所述立梁102顶面的侧边直段108。

为了进一步使货架10稳固，防止上下层之间发生错位或移动，本申请还在支座100上设置了限位结构。如图2、图3所示，位于下层的支座100上的侧边直段108，可以紧紧抵住位于上层的支座100的横梁101的内侧面，使上层支座100无法在前后方向上移动；而上层的支座100上的纵梁104，可以紧紧抵住位于下层的支座100的护板103的内侧面，使下层支座100无法在左右方向上移动。

进一步的，每层所述货架10包括前后分隔布置的两个所述支座100；左右两侧相对的两个托板202之间的距离，小于左右两侧相对的两个U形支承梁105外侧面之间的距离。

如图1所示，本发明采用的型材可以为长条形型材，例如为：角钢、槽钢、棒材、螺纹钢、或者铝型材、或者木头型材、塑料型材，除型材外，也可以放置钢板等货物。型材一般较长，长度可以为5米以上，例如为5米，6米，7米，8米，9米，10米，11米，12米，13米，14米，15米，16米，18米，甚至可以到20米或更长，因此可使每层货架10均由前后方向分隔布置的两个支座100组成；为了使每层的两个支座100能同步移动，每个吊具20上也应配置四根吊臂200。本发明可以在库房中容纳多种型材，可以在一个货架上的不同层上装载不同种类的型材，不论多少种型材叠放在一个货架上，不论叠放的情况多复杂，本发明都可以自动实现堆垛、倒垛、装货、卸货，无需人工操作，作业准确，效率高。

通过附图5可以看出，当吊臂200承托支座100时，吊臂200是竖垂的（吊臂200本身为金属结构件，例如为钢质构件，其具有一定的重量，在不受额外施加的作用力时，吊臂200在重力下保持竖垂状态），托板202是位于U形支承梁105下方的，即托板202的顶端向内伸入到支座100内侧，此时左右相对的两个托板202之间的距离，是小于相应的两个U形支承梁105外侧面之间的距离的，即L1小于L2，否则，若不满足这个尺寸要求的话，在吊运过程中，左右两侧的吊臂200会处于底部向外张开的状态，而非竖直向下的，不利于保证吊运安全。尽管两个托板202的间距小于两个U形支承梁105外侧面的间距，但由于吊臂200是通过吊臂转轴201铰接于H型框架上的，在受到向两侧的拉力时，吊臂200可以以吊臂转轴201为轴转动，通过U形支承梁105和翻转板204的导向、翻转和限位以及重力作用，可以无需人工控制即可实现自动吊放，因此，吊臂200与支座100的卡合是没有问题的，只要在吊运前，使吊臂200向外打开一个角度，之后使吊臂200下降，待托板202位于U形支承梁105底面的位置时，使吊臂200回位保持竖直即可。

进一步的，所述托板202的底面为内高外低的斜面。

在吊臂200从空载状态下降至与支座100底部卡合的过程中，当吊臂200与支座100刚刚接触时（参见图10），如前所述，由于L1<L2，需要使吊臂200向外打开一个角度，本发明能够实现设备的自动化运行，可将托板202的底面设计为斜面，当此斜面在下降过程中触碰到U形支承梁105的上缘时，即可在斜向力的作用下，使吊臂200向外侧打开，从而使L1扩大而不会影响吊臂200的下移；在吊臂200下移过程中，翻转板204开始转动，使内侧边2042贴紧在U形支承梁105外侧面上。

进一步的，在每个所述支座100上，所述U形支承梁105的下方还设置有限位板106；所述限位板106包括直板段和连接于所述直板段上方的斜板；所述直板段的外沿凸出于所述U形支承梁105的外沿；所述斜板的上部向所述支座100内部斜向伸入；在所述吊臂200的外侧，设置有行程开关203；在所述吊臂200上对应于所述行程开关203的位置，还设置有触发板205。

当支座100码放到位后，下一步应该是使吊臂200与支座100自动脱钩，然后吊臂自动200上升，去进行下一次吊运工作。然而，由于系统是自动运行的，无人员参与，因而系统需要自动判断支座100是否真正放置稳妥了，避免误判。为此，本申请中设置了限位板106，用于使系统自动确认位置，其工作原理是：在支座100码放到位后，使吊臂200继续下移，当吊臂200底部的托板202触碰到限位板106后，位于限位板106的顶部的斜板开始推动吊臂200向外侧张开，当到达限位板106的底部的直板段后，吊臂200张开到预定角度（如图6所示），此时，触发板205触碰到行程开关203，将电信号反馈给控制装置，控制装置即可获知吊臂200已经到达设定位置，即确认支座100已经完全与吊臂200脱钩，吊臂200可以上移了。事实上，此次触发行程开关203是该次吊运码放过程的第二次触发，在从图4所示状态到图5所示状态的运行过程中，由于吊臂200下降到托板202与U形支承梁105底面相接触的过程中，已经经历了一次吊臂200张开的过程，即已经经历了一次行程开关203被触发。因此，当控制装置在一次操作中获取到一次行程开关203触发信号后，判定为可以开始吊运了；当获取到两次行程开关203触发信号后，判定为支座100已码放好，就可以控制吊臂200上升了。

进一步的，所述吊臂200上还包括直角三角形的翻转板204；在所述翻转板204上，与其最长边2041相对的夹角处连接有翻转轴210，所述翻转板204通过所述翻转轴210铰接在所述吊臂200的靠底端处；所述翻转轴210与所述吊臂200之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧使得所述翻转板204在不受外力时保持最长边2041在上且翻转轴210一端在下的状态。

如图4所示，吊臂200的靠底部位置还设置有三角形（优选为直角三角形）的翻转板204，平时呈现为最长边2041（对于直角三角形而言，为斜边）在上、翻转轴一端（对于直角三角形而言，为直角一端）在下的状态，其后部的翻转轴210上设置有圆柱状的复位弹簧，因此其可以在受到外力时顺时针或逆时针转动，当外力撤除后又回复到图4的状态。在吊运过程中（即图5的状态下），翻转板204翻转一定角度（右侧吊臂200上的翻转板204顺时针翻转、左侧吊臂200上的翻转板204逆时针翻转），使翻转板204的内侧边2042贴近在U形支承梁105外侧面上，此时翻转板204是不起作用的。翻转板204的优选方式为直角三角形，这样，在吊臂200下降去自动吊起支座的过程中，翻转板204的任一个内侧边2042都可以贴近在U形支承梁105外侧面上，左右两个吊臂200的翻转板204均能以快速和精确的翻转和定位，以简单高效的方式实现内侧边2042贴近在U形支承梁105外侧面上，而不干涉U形支承梁105外侧面。

为便于加工，翻转板204优选设计成直角三角形，但应使其内侧边2042长度大于外侧边，可以保证翻转板204的重心偏向于吊具内侧，使得在意外情况下（如拉簧松脱）翻转板204仍可正常使用（在失去拉簧作用力的情况下，翻转板204处于图7所示的状态，可在吊臂200脱离货物支架100的上升过程中起导向作用，在吊臂200下降的卡合过程中也不会有妨碍）；反之，若翻转板204的重心偏向于吊具外侧，若在弹簧松脱等意外情况下，翻转板204会向外侧翻转，在吊臂200上升过程中无法接触到货物支架100，自然也就无法发挥其应有的作用。

翻转板204的作用在于：当支座100码放到位且吊臂200继续下降到达确认位置后，吊臂200要开始上移以进行下一次吊运；而由于两个托板202的间距L1小于两个U形支承梁105外侧面的间距L2，因此在无人操作的状态下，吊臂200不会自动向外张开，而是在向上运行到U形支承梁105的底部时，继续卡在U形支承梁105的底边107上。为此，在吊臂200底部设置了翻转板204，在前述的确认位置过程中，吊臂200继续下移到图6所示的位置后，翻转板204脱离U形支承梁105的侧面而回复原位，再之后吊臂200上升途中，翻转板204的最长边2041先接触U形支承梁105的底边107，之后翻转板204会翻转（右侧吊臂200上的翻转板204逆时针翻转、左侧吊臂200上的翻转板204顺时针翻转）成图7、图8所示的状态，此时由于翻转板204的最长边2041与U形支承梁105的底边107之间呈一锐角，在斜向力作用下，吊臂200会张开一个角度，使左右相对的两个托板202的顶点间距变大，从而大于两个相对的U形支承梁105的外侧面距离L2，即，在这个上升过程中，实际是最长边2041与内侧边2042的夹角与U形支承梁105的外侧面保持接触，即，在吊臂200与支座100分离过程中，翻转板204起了“导向”的作用，使得托板202顺利上升而不会被“卡住”。

同时，在该上升过程中，由于吊臂200经历了又一次的张开过程，触发板205会再一次触发行程开关203，因此，行程开关203每动作三次，控制装置即可获知完成了一次完整的吊运任务，此时，支座100已码放到位且吊臂200已与支座100完全脱离，可以进行下一次操作了。将行程开关203的信号传递给计数器，即可使控制装置获知实时进程，使堆垛工作有序进行。

其中，外力撤除后翻转板204恢复常态的原因在于，与翻转板204相连接的翻转轴210，通过两根圆柱状的复位弹簧（拉簧）与吊臂200相连接（两个弹簧可以为等长的，也可以根据实际布局和实用需求设计为不等长的）。如图9所示，翻转轴210的中部固定设置有拉簧连接板209，拉簧连接板209向后方凸出于翻转轴210，其凸出的两个耳朵形状的连接端即连接耳上，各设置有一个开孔，上拉簧207的一端挂住拉簧连接板209上的上侧开孔，另一端连接到其上方固定于吊臂200的一块水平板上；下拉簧208的一端挂住拉簧连接板209上的下侧开孔，另一端连接到其下方托板202的侧面。当受外力时，翻转板204带动翻转轴210顺时针或逆时针旋转，使两根拉簧均拉伸或压缩变形；当脱离外力后，翻转轴210在弹簧拉力作用下恢复到图示的位置：即当图9中翻转板204顺时针转动时，上拉簧207被拉伸，下拉簧208被压缩，当外力撤销后，依靠上拉簧207的拉力和下拉簧208的弹力，翻转轴210逆时针转动从而带动翻转板204复位；当图9中翻转板204逆时针转动时，上拉簧207被压缩，下拉簧208被拉伸，当外力撤销后，依靠上拉簧207的弹力和下拉簧208的拉力，翻转轴210顺时针转动从而带动翻转板204复位；因此，设置两根弹簧可以更有效的工作，同时避免一根弹簧在意外情况下损坏时出现翻转板204无法复位的情况，增添了安全保证。两个连接耳的夹角为锐角，上拉簧207和下拉簧208位于一条直线上，以便实现快速回复。

进一步的，所述直板段上沿与所述U形支承梁105的底边107之间的距离，大于所述翻转板204的内侧边2042的长度。

在前述的确认位置过程中，为了使翻转板204能够脱离U形支承梁105的侧面而回复原位，应保证直板段上沿与所述U形支承梁105的底边107之间的距离大于翻转板204的内侧边2042的长度；否则翻转板204无法复位的话，就无法自动解决托板202上升途中被“卡住”的问题。

进一步的，智能码垛系统还包括送料机构30；所述送料机构30包括轨道、及位于所述轨道之上且沿所述轨道移动的台车300；所述台车300包括台车本体及位于所述台车本体上方的平台，所述台车本体与所述平台之间设置有液压升降装置；所述台车本体的底部设置有与所述轨道相匹配的轨道轮。

前述的吊运工作已实现了自动化，为了进一步提升效率，如图1所示，可以在装货区55附近布置送料机构30，使得向空的支座100上装填码垛货物40这一操作也可实现自动化。其过程如下：将空的支座100放置于装货区55的预定位置，将台车300沿轨道运行到远离空的支座100的另一端，并通过液压升降装置使平台升起（平台升起后，其台面高于空的支座100的顶部），之后通过本申请系统外的其他装运装置（系统外的天车或叉车等）将码垛货物40（例如为型材货物）放置到台车300的平台上，再控制台车300向空的支座100移动。当台车300移动到空的支座100的正上方时，控制液压升降装置下降，使平台上表面低于支座100的内侧容纳货物区域的高度，此时码垛货物40便转移到了空的支座100上，便可以进行前述的吊运工作了。所述送料机构30上设置有传感器或行程开关，当台车300沿轨道往返时，能够根据传感器与控制装置的配合，停靠在预定的地点；台车300中的液压升降装置动作时，也可以根据传感器信号停靠在预设高度，无需人工控制。

进一步的，所述轨道共有两条，两条所述轨道平行设置；所述台车300共有两台，两台所述台车300平行设置。

为了保持装运货物时的稳定运行，如图1所示，可以采用两台前后方向间隔布置的台车300同步搬运码垛货物40，而使支座100位于两台台车300的中间部位。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能码垛系统，其特征在于，包括天车（50）、控制装置、连接于所述天车（50）底部的吊具（20）和多个支座（100）；所述支座（100）的中部具有容纳货物的空间，且所述支座（100）上具有相对的两个开放侧面；多个所述支座（100）上下堆叠码放时能组合成多层结构的货架（10）；所述吊具（20）能自动卡紧或放开所述支座（100）；所述控制装置用于按预设程序控制天车（50）的移动和所述吊具（20）的升降；所述控制装置还包括定位器（60）和计数器，所述定位器（60）用于指示所述支座（100）的水平位置，所述计数器用于确定所述货架（10）中的支座（100）的层数；

所述支座（100）包括：两根水平设置的横梁（101）、四根竖直设置的立梁（102）及两块沿前后方向布置的护板（103）；两根所述横梁（101）在前后方向上分隔布置在底部，四根所述立梁（102）分别设置于两根所述横梁（101）的上端部；两块所述护板（103）左右分隔布置，且所述护板（103）的两端固定连接于同侧的两根立梁（102）之间；所述护板（103）的外侧面设置有纵置的U形支承梁（105）；所述吊具（20）包括H型框架和分别铰接于所述H型框架底部左右两侧的吊臂（200）；所述吊臂（200）竖直向下，且所述吊臂（200）底端设置有向内侧伸出的托板（202）；所述托板（202）的顶面能与所述U形支承梁（105）的底边（107）相配合；

在每个所述支座（100）上还设置有两根分隔布置的纵梁（104），所述纵梁（104）的两端固定连接在两根所述横梁（101）的内侧面上；在左右方向上，两根所述纵梁（104）的外沿均位于两块所述护板（103）的内侧；所述护板（103）的顶部凸出于所述立梁（102）的顶面，且所述护板（103）的两端具有凸出于所述立梁（102）顶面的侧边直段（108）；

在每个所述支座（100）上，所述U形支承梁（105）的下方还设置有限位板（106）；所述限位板（106）包括直板段和连接于所述直板段上方的斜板；所述直板段的外沿凸出于所述U形支承梁（105）的外沿；所述斜板的上部向所述支座（100）内部斜向伸入；在所述吊臂（200）的外侧，设置有行程开关（203）；在所述吊臂（200）上对应于所述行程开关（203）的位置，还设置有触发板（205）。

2.如权利要求1所述的智能码垛系统，其特征在于，每层所述货架（10）包括前后分隔布置的两个所述支座（100）；左右两侧相对的两个托板（202）之间的距离，小于左右两侧相对的两个U形支承梁（105）外侧面之间的距离。

3.如权利要求2所述的智能码垛系统，其特征在于，所述托板（202）的底面为内高外低的斜面。

4.如权利要求1所述的智能码垛系统，其特征在于，所述吊臂（200）还包括直角三角形的翻转板（204）；在所述翻转板（204）上，与最长边（2041）相对的夹角处连接有翻转轴（210），所述翻转板（204）通过所述翻转轴（210）铰接在所述吊臂（200）的靠底端处；所述翻转轴（210）与所述吊臂（200）之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧使得所述翻转板（204）在不受外力时保持最长边（2041）在上且翻转轴（210）一端在下的状态。

5.如权利要求4所述的智能码垛系统，其特征在于，所述直板段上沿与所述U形支承梁（105）的底边（107）之间的距离，大于所述翻转板（204）的内侧边（2042）的长度。

6.如权利要求1所述的智能码垛系统，其特征在于，还包括送料机构（30）；所述送料机构（30）包括轨道、及位于所述轨道之上且沿所述轨道移动的台车（300）；所述台车（300）包括台车本体及位于所述台车本体上方的平台，所述台车本体与所述平台之间设置有液压升降装置；所述台车本体的底部设置有与所述轨道相匹配的轨道轮。

7.如权利要求6所述的智能码垛系统，其特征在于，所述轨道共有两条，两条所述轨道平行设置；所述台车（300）共有两台，两台所述台车（300）平行设置。

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